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ICS93.080R18DB13河北省地方标准DB13/T5054—2019高速公路煤矸石填筑路基施工技术规程2019-09-23发布2019-10-23实施河北省市场监督管理局发布DB13/T5054—2019I前言本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由河北省交通运输厅提出并归口。本标准起草单位：河北省高速公路邢汾管理处、长安大学。本标准主要起草人：郭跃东、王选仓、马泽铭、姜万庆、王朝辉、张洪波、贾建彬、郭海燕、焦双健、张烁、赵鹏、柴亚楠、丁龙亭、张春安、王留洋、贾涛、米建华、曹雪、占林。DB13/T5054—20191高速公路煤矸石填筑路基施工技术规程1范围本规程规定了高速公路利用煤矸石填筑路基的材料、煤矸石路基填筑和桥涵台背回填技术、施工工艺、质量检查与验收等要求。本规程适用于高速公路路基，其它等级公路可参照使用。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。JTGD30公路路基设计规范JTGE40公路土工试验规程JTGE42公路工程集料试验规程JTGE51公路工程无机结合料稳定材料试验规程JTGE60公路路基路面现场测试规程JTGF10公路路基施工技术规范SL264水利水电工程岩石试验规程3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1煤矸石coalgangue煤矿生产中的排除废弃物，由各种破碎、风化岩石等混合物组成。3.2工后沉降settlementafterconstruction工程施工结束至路基沉降稳定后发生的累计沉降。3.3烧失量lossonignition煤矸石在燃烧的过程中，结晶化合物释放出结晶水、碳酸盐及硫酸盐发生分解、部分有机物杂质燃烧等导致煤矸石产生的质量损失。3.4自由膨胀率freeswellingratioDB13/T5054—20192烘干的煤矸石试样在水中膨胀增加的体积与原始体积之比，以百分率表示。3.5耐崩解性指数disintegrationindex煤矸石试样在经过两次干湿标准循环之后残留的质量与原质量之比，是评价其抵抗软化及崩解的能力指标。4煤矸石技术指标要求4.1物理化学指标要求4.1.1自然级配煤矸石路基填筑应选用自然级配较好的煤矸石；自然级配差，大颗粒所占比例较大的煤矸石不宜直接作为路基填料，需经过破碎处理或掺拌粉性土改良后使用。表1给出推荐的煤矸石填料级配范围。表1煤矸石自然级配范围筛孔（mm）15060402010520.50.250.075通过率（%）10070～10065～9042～6732～5925～374～173～92～60～24.1.2吸水性煤矸石材料在水中能吸收水分的性质，以吸水率表示。煤矸石吸水率小于2%时，可作回填材料或路基填料；吸水率大于2%时，煤矸石吸水后体积易发生膨胀，不宜作为路基填料。4.1.3风化性煤矸石在外界环境作用下出现破碎、疏松及矿物成分次生变化的性质，以风化程度表征，分为未风化、微风化、中等风化和强风化四级。未风化和微风化的煤矸石宜作为路基填料；中等风化的煤矸石使用时宜慎重考虑；严禁使用强风化的煤矸石作路基填料。4.1.4自燃性自燃过的煤矸石多呈红色，其路用性能相对稳定，使用时宜优先选择。对黑色煤矸石应重点考察烧失量。4.2力学指标要求4.2.1煤矸石路基填筑时必须具有良好的承载力及较高的稳定性，应使用硬质煤矸石，严禁使用泥结煤矸石。4.2.2煤矸石路基施工中，应采用压碎值、单轴抗压强度、CBR值力学指标控制原材料质量。4.2.3高速公路煤矸石路基填料压碎值不应大于30%；石料单轴抗压强度不应小于15MPa。4.2.4路床煤矸石CBR值及压实度应满足表2的要求。DB13/T5054—20193表2路床煤矸石最小强度和压实度要求项目分类路面底面以下深度（m）填料CBR值（%）压实度（%）填方路基0～0.38≥960.3～0.8（轻、中及重交通）5≥960.3～1.2（特重、极重交通）5≥964.2.5路堤煤矸石CBR值及压实度应满足表3的要求。表3路堤煤矸石最小强度和压实度要求项目分类路面底面以下深度（m）填料CBR值（%）压实度（%）上路堤0.8～1.5（轻、中及重交通）4≥941.2～1.9（特重、极重交通）4≥94下路堤＞1.5（轻、中及重交通）3≥93＞1.9（特重、极重交通）3≥934.3相关参数4.3.1煤矸石使用前，应选择代表性试样进行击实试验，以确定最大干密度与最佳含水量。4.3.2施工图设计时应通过室内大型或中型三轴试验确定煤矸石的内摩擦角。试料最大粒径dmax与三轴试样直径D之比应小于5，超粒径颗粒应采用“相似级配法”或“等量替代法”予以剔除。初步设计稳定性验算时，煤矸石强度参数可根据实际情况按表4选取。表4煤矸石的内摩擦角压实度（%）粗料比例（%）内摩擦角Φ（°）≥933033.44034.25035.66036.0注：表中粗粒含量系剪后粗粒含量，粗料粒径范围为5mm～30mm的颗粒。4.3.3煤矸石路基的回弹模量宜通过动态三轴压缩试验测试，采用承载板法测试回弹模量时，应建立两者的相关换算关系确定回弹模量。测试时应注意煤矸石中巨粒对回弹模量的影响。4.3.4煤矸石的压缩系数、渗透系数随煤矸石粒组成分、级配、压实度的不同而变化，宜通过试验确定。5煤矸石技术性能要求5.1填料最大粒径要求5.1.1煤矸石填筑路基最大粒径不宜超过150mm。5.1.2压实度为96%范围的煤矸石路基填筑时，最大粒径不得大于100mm。DB13/T5054—201945.1.3压实度为94%、93%范围的煤矸石路基填筑时，最大粒径不得大于层厚的2/3，不宜超过150mm。5.1.4煤矸石含水量应控制在最佳含水量±2%以内。5.2煤矸石路基稳定性要求5.2.1具有膨胀性的煤矸石用于路基填筑时，应严格控制其自由膨胀率。5.2.2有条件掺加粉煤灰时，有膨胀性的煤矸石占混合填料的比例不得大于50%；若无条件掺加粉煤灰，可掺加黏土，黏土塑性指数以7～15为宜，不得含腐殖质和杂物。路基包边土不得使用膨胀土。5.2.3为保证路基填料的稳定性，煤矸石矿物中SiO2、Al2O3、Fe2O3等氧化物总含量应大于70%；烧失量不得大于20%，宜小于15%，且无有害物质。5.2.4煤矸石填料中有机质含量不得超过10%，煤矸石耐崩解指数不得超过30%。5.2.5未燃煤矸石的热值小于500kJ/kg时，可直接用于煤矸石路堤填筑；热值为500kJ/kg～1000kJ/kg时，应采用土与煤矸石分层填筑；热值大于1000kJ/kg时，应慎重使用。5.2.6路用煤矸石塑性指数不应大于10。5.2.7填筑路基煤矸石技术要求应满足表5规定。表5填筑路基煤矸石技术要求表技术要求路床（0m～0.8m或0m～1.2m）路堤（0.8m以下或1.2m以下）最大粒径96区≤100mm94区、93区≤压实厚度的2/3，且≤150mmCBR(%)上路床≥8上路堤≥4下路床≥5下路堤≥3单轴抗压强度(MPa)≥20≥15压碎值(%)≤25≤30塑性指数≤10≤10烧失量(%)≤18，＜15时最佳≤20自由膨胀率(%)≤30≤40耐崩解性指数(%)≤25≤30有机质含量(%)≤8≤10SO3含量（未燃煤矸石）（%）≤1.0≤1.0注1：现行《公路路基设计规范》规定，路床厚度在轻、中等及重交通公路为0.8m，特重、极重交通公路为1.2m；路堤为路床以下的填方部分；注2：此表适用于高速公路路基，其它等级公路可参照使用。6煤矸石台背回填技术性能要求6.1原材料选取6.1.1桥涵台背回填应选用内摩擦角较大，强度较高，透水性良好的材料。DB13/T5054—201956.1.2进行台背回填前，需通过试验确定煤矸石颗粒含量、击实特性、界限含水量、有机质含量、烧失量、CBR等指标，煤矸石各项指标符合表5规定方可使用。6.1.3宜优先选择力学性能稳定、烧失量较小的红色煤矸石进行台背回填。6.1.4作台背回填的煤矸石最大粒径不应超过100mm，且粒径小于5mm的颗粒含量应在50%～70%之间。6.2台背回填控制指标6.2.1台背回填煤矸石压实厚度不宜小于15cm，不宜大于20cm。6.2.2台背回填煤矸石压路机的碾压行进速度不宜过快，一般控制在1.2km/h～2.4km/h。6.2.3为确保台背工后沉降满足沉降控制标准的要求，高速公路台背回填从基础底部起，整个回填区域压实度不得小于96%。6.2.4回填台背所用煤矸石应严格控制其自由膨胀率和耐崩解性指数，各指标应同时满足表5和表6的规定。表6煤矸石台背回填技术指标要求技术要求回填高度（0～2m）回填高度（2m）分层填筑厚度（cm）15P5含量（%）50～70压实度（%）≥96自由膨胀率(%)≤25≤30耐崩解性指数(%)≤20≤25最大粒径（mm）≤100碾压遍数（次）8～10碾压速度（m/min）20～40台背工后差异沉降量（cm）≤2注：所谓P5含量是指0mm～5mm粒径范围的细集料占煤矸石0mm～40mm煤矸石集料的比例。7煤矸石路基施工7.1施工主要流程下承层验收→测量放样→包边土第一层施工→包边土第二层培土→煤矸石装运、网格布料→剔除杂物和超粒径材料→压路机初压→平地机整平→压路机碾压→排水盲沟施工→检查验收。7.2施工前准备7.2.1煤矸石路基施工前应进行控制测量、导线与水准点复测、中线与路基放样等，每项测量必须满足规范要求，并进行复核，原始记录应存档。7.2.2路基施工前，应按照规定对基底土进行相关试验，并对煤矸石材料的天然含水量、塑性指数、CBR值和自由膨胀率等技术指标进行检测。DB13/T5054—201967.2.3对公路用地范围内原有构造物和路基基底范围内的表层腐殖土、树根、草皮等进行清理，并按设计要求整平压实。7.2.4调查煤矸石储存场，确定煤矸石数量能满足本标段路基填方数量的要求。7.2.5煤矸石路基施工应提前设置临时排水设施，并考虑与永久排水设施相结合，以保证施工现场处于良好的排水状态。7.2.6煤矸石路基地表排水和地下排水的工程质量标准均应满足相关规范的要求。7.3材料选择7.3.1填筑路基的煤矸石不得含有树根、生活与建筑垃圾等其他杂质，且应符合本规程中的技术要求。7.3.2当煤矸石的含水量高于最佳含水量2%以上时应晾晒，低于最佳含水量2%以下时应洒水焖料，将含水量控制在最佳含水量±2%以内。7.3.3应优先选用红色煤矸石作路基材料，其次是灰褐色煤矸石；黑色煤矸石含炭量高，烧失量偏大，使用前应严格进行性能检测试验，符合本规程中技术要求方可使用。7.3.4路基顶面80cm路床范围内，应采用烧失量低于8%且粒径在100mm以下的红色煤矸石填筑路基。7.4路基底面处理7.4.1按照《公路工程质量检验评定标准》对施工前的路基底面进行检测，各项指标均合格后方可进行下一步施工。7.4.2煤矸石路基施工前应对原地面的地质水文情况进行调查，并针对不同的情况进行处理：a)干燥地段：对于一般干燥和处于排水良好的地段，在煤矸石布料之前，对原地面进行整平碾压，以达到规范要求的压实度和平整度；验收合格后，用粘性土填筑成3%的土质路拱，以便及时排除雨水或地表水，为填筑煤矸石路基提供条件；b)潮湿地段：若原地表土壤含水量大，且经过翻晒后含水量仍较大时，可取用较大块的煤矸石对原地面进行处理。具体要求如下：1)在清理后的原地面虚铺一层厚度为25cm～40cm，粒径在15cm～20cm范围内的大块煤矸石，然后采用羊足碾或大吨位振动压路机碾压4～5遍；目测是否稳定，若不稳定采用同样方法铺筑第二层煤矸石。一般情况下，二层25cm～40cm的大块煤矸石基本能使基底达到稳定状态。2)或把潮湿路段犁开后加入红色煤矸石，然后进行碾压至稳定状态。3)若局部基底软湿层较厚（40cm以上）时，则应将软湿土壤挖除后换填粒径较大的煤矸石。c)对基底1m内进行含水量检测，对含水量较大处，在地表进行黏土封层处理。d)在稻田、湖塘、软土等地段，应视具